垂直管流实验
采油工程实验.ppt
(1)不要触摸运转中抽油机的平衡块和刹车； (2)要保证泵筒中心线与驴头对齐； (3)开动抽油机前，一定要检查相应的供液管和供气管是否畅通； (4)不要无休止地拧空气定值器的调节钮； (5)实验过程中要注意观察柱塞和凡尔的工作情况； (6)出现意外情况时先关闭电源。
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1.5吨(或1KN)时，将送油阀放慢关闭维持此点上，将定值器打开使气体进入浮子流量计中，调节定值器旋钮，使浮 子指示到流量计刻度的最高度值。 ③送油阀继续开动，当指针加到所规定的吨数时，保持指针示数不变。 同时读出流量数Q和对应的压力P(精密压力表 示数)。 ④需要载荷分别依次加到3吨、5吨、 (7吨) 、10吨、(12吨)、15吨、(18吨)、20吨、25吨、30吨读出相应的P，Q值， 用达西公式计算。注意：在测点7、12、18吨处，保持载荷不变，改变P(调定值器阀)，读出Q, 记5组数据，用于二项 式公式计算。 ⑤试验结束后，关送油阀，按红钮关电源，慢慢打开回油阀卸载，将岩心取出，观察支撑剂破碎情况。 ⑥双层支撑剂测定：将重量为岩心上铺设单层时支撑剂重量2倍浓度分量的支撑剂铺于岩心表面，依次按步骤(2)进行 操作，测出不同载荷下的P及Q值。
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三、裂缝导流能力实验
实验设备及材料
实验设备：裂缝导流仪，包括以下组成部分：压力试验机；空气压 缩机；定值器；精密压力表；浮子流量计；岩心(钢板)模；游标卡尺、 电子天平。
实验介质：不同产地的石英砂和陶粒 。
实验仪器照片 中国石油大学(华东)石油工程实验中心
三、裂缝导流能力实验
实验步骤
(1) 准备实验工作
①记录使用的支撑剂名称、产地、粒径及室内温度下的气体粘度。
认知认识实习总结报告
认知认识实习总结报告一实习的目的及意义实习的目的：认知认识实习是教学计划的主要部分，它是培养学生的实践等解决实际问题的第二课堂，他是专业知识培养的摇篮，也是对工业生产流水线的直接认识与认知。
让我们更好的了解专业只是及其应用，并且增加我们的社会实践能力。
实习的意义：认知认识实习是我们理科生必修的一门课程，通过认知认识实习，我们要对化学药剂的使用、合成、保存等和减排环保这方面有深刻认识，并且进一步了解本专业的学习实践环节。
通过接触实际生产原理及生产过程，一方面，达到对所学专业的性质、内容及其在工程技术领域的地位有一定的认识，让我们深入化学，热爱化学。
另一方面，巩固加深所学化学理论知识，使其更加扎实，更加善于用理论知识来接解决实际问题。
二实习地点凯迪西北橡胶有限公司陕西渭河煤化工集团有限责任公司（渭化集团）三指导老师胡老师四实习过程及心得为期一周的认知认识实习结束了，经过此次实习，我们收获颇多。
通过对学校实验室及各种化学实验室、凯迪西北橡胶有限公司、陕西渭河煤化工集团有限责任公司（渭化集团）的参观，同时在老师和工厂师傅们的讲解下，我们对化学专业有了初步的认识，同时理论知识与实践结合，我们加深了对化学专业的理解和认识。
实习动员大会:在这次实习动员大会上，指导老师强调了实习的时间安排及纪律，并且观看了一些相关化学仪器的使用的视频。
此次动员大会很大程度的提高了我们对实习的积极性。
参观实验室及展厅：在指导老师的带领下我们参观了学校的化学实验室及个别老师的专用实验室，我们见到了如，CZGL-11型垂直管流实验装置、CEA-F05 离心泵、NGD-01型凝固点测定仪OP-A(YW)精密数字气压温度计、电炉、液体饱和蒸气压试验装置等设备。
还参观了本校的展厅，在老师的讲解说明下，我们了解了一些罕见化学仪器的结构、作用及从哪来的。
参观凯迪西北橡胶有限公司：首先我下面来介绍一下这个凯迪西北橡胶有限公司吧，凯迪西北橡胶有限公司是原西北橡胶总厂及其下属的西北凯迪公司资产重组而成立的国有独资公司，隶属于陕西延长石油（集团）公司，是西北地区综合实力最强、规模最大的橡胶工业企业，是中国橡胶工业协会副理事长单位，全国橡胶制品分会理事长单位。
垂直管流实验实验报告
垂直管流实验实验报告实验报告一、实验目的本实验旨在通过进行垂直管流实验，探究液体在垂直管道中的流动特性，深入了解液体在管道中的流动规律。
二、实验仪器和材料1.垂直管流装置：包括垂直管、流量计、水泵等。
2.温度计：用于测量液体的温度。
3.尺子和卡尺：用于测量实验装置的尺寸。
三、实验原理垂直管流实验主要是通过将液体从顶部注入垂直管道中，通过重力和压力推动液体向下流动，以观察和研究液体在管道中的流动情况。
在实验进行过程中，可以通过测量液体的流量、速度和压力等参数来研究液体在管道中的运动规律。
四、实验步骤1.准备工作：检查实验装置和仪器，确保其完好无损，然后根据实验要求调整流量控制阀和压力控制阀的开度。
2.测量液体的物理性质：首先需要测量液体的密度和粘度等物理性质，并记录下来。
3.实验装置准备：按照实验要求，调整垂直管的高度和直径，并将流量计、水泵等连接好。
4.实验操作：将液体注入垂直管道的顶部，并打开水泵，让液体顺势流入管道中。
5.数据记录：记录实验过程中相关的参数，如液体的流量、速度和压力等。
6.实验结束：关闭水泵，停止液体的注入，并将实验装置和仪器进行清洗。
五、实验结果与分析在实验过程中，测得了液体的流量、速度和压力等参数，并按照实验要求进行了记录。
根据实验数据，可以进行相关的计算和分析，以得出液体在垂直管道中流动时的特性和规律。
六、实验误差分析在实际实验中，可能会存在一些误差，如人为操作误差、仪器误差等，这些误差可能会对实验结果造成一定的影响。
为了提高实验结果的准确性，可以进行多次实验并取平均值，同时要注意实验中的操作规范和仪器的使用方法。
七、实验结论通过进行垂直管流实验，我们可以得出液体在垂直管道中流动时的特性和规律。
实验结果与理论分析相符，证明了液体在管道中流动遵循一定的规律，为进一步研究液体流动提供了实验依据。
八、实验心得通过本次实验，我深入了解了液体在管道中的流动规律，掌握了实验操作的技巧，并学会了如何记录和分析实验数据。
垂直管流实验报告
中国石油大学采油工程实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：垂直管流实验20161. 实验目的(每空1分，共16分)(1) 流动型态，简称流型，是指流动过程中油、气的分布状态，其与油气体积比、流速、油气的界面性质有关。
按其流动结构把混合物的流动分为泡状流、段塞流、环流、雾流等四种流型。
(2) 根据多相管流压力梯度就可计算出沿程的压力分布，但由于沿程压力梯度不是常数。
因此，通常采用迭代进行计算多相管流的压力分布，迭代途径有两种：按深度增量迭代和按压力增量迭代。
(3) 利用油层本身的能量就能将油举升到地面的方式称为自喷。
自喷井的四个基本流动过程是：油层中的渗流、井筒中的多相管流、在地面管线中水平或倾斜管流、嘴流。
气举是利用地面注入高压气体将井内原油举升到地面的人工举升方式。
2. 实验内容(每题4分，共28分)(1) 泡状流：在井筒中从低于饱和压力的深度起，溶解气开始从油中分离出来，这时由于气量少，压力高，气体都以小气泡分散在液相中，气泡直径相对于油管直径要小很多。
特点:气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。
(2) 段塞流：当混合物继续向上流动时，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个油管断面时，在井筒内将形成一段油一段气的结构。
气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩擦损失变大。
(3) 滑脱：在井筒气-液两相管流中，由于气体和液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象称为滑脱。
(4) 滑脱损失：因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失(5) 滑脱速度：一般情况下，在两相流动中气相实际速度（气相体积流量除以气相在过流断面上所占的面积）与液相实际速度是不相等的，两者的差值称为滑脱速度。
(6) 气相存容比：计算管段中气相体积与管段容积之比值。
(7) 液相存容比：计算管段中液相体积与管道容积之比值。
垂直管内两相流流型的实验研究
垂直管内两相流流型的实验研究作者：韩悦李梦杰来源：《当代化工》2016年第08期摘要：为正确预测气井井筒气液两相流动规律，在多相流实验平台上开展了不同管径（28、60 mm）和不同压力（0.10、0.50 MPa）下空气/水两相流流型实验，利用高速摄像机再现了泡状流、段塞流、搅动流和环状流的流型结构和过渡现象，绘制了实验流型图，对比了管径、压力对流型过渡的影响以及分析了环状流形成与液滴夹带的关系，在气液两相流实验的基础上，以环状流形成过程为例，从流型的物理现象着手，对环状流形成的机理进行了定义和数学建模，从而建立了产液气井两相流流型转变组合机理模型。
将该组合机理模型和不同管径、不同压力下的实验结果进行对比，发现新模型均能正确预测各流型间的转变条件，具有一定的通用性。
关键词：两相流；流型；物理现象；实验；预测中图分类号：TQ 000 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1697-04Abstract： In order to correctly predict the flowing law of gas liquid two-phase flow in gas wells， the flow pattern and liquid membrane separation experiments of gas/water two-phase flow were carried out on the experimental platform of multi-phase flow in different pipe diameters（28，60 mm） under different pressures（0.10， 0.50 MPa），the flow pattern and transition phenomena of bubble flow， slug flow， stirring flow and annular flow were reproduced by high speed camera，the flow pattern map of the experiment was plotted， and the influence of tube diameter and pressure on the flow pattern transition was contrasted， and the relationship between annular flow formation and droplet entrainment was analyzed； On the basis of the experiment of gas liquid two phase flow， taking the annular flow formation process as an example， from the physical phenomenon of the flow pattern， the annular flow formation mechanism was defined and the mathematical model was established， therefore the comprehensive mechanism model of the two-phase flow pattern transition in liquid gas wells was established. Compared with the experimental results of different diameters and pressures，it’s found that the new model can correctly predict the changing conditions of different flow patterns and has a certain generality.Key words： two phase flow； flow pattern； physical phenomenon； experiment； prediction目前，国内外许多气田都已进入生产中后期，绝大部分气井都存在不同程度的产液现象，由产液带来的井底回压增加、井筒气液滑脱加剧、气井难以稳产的问题日益突出[1-3]。
流体流动阻力测定实验
实验报告项目名称：流体流动阻力测定实验学院：专业年级：学号：姓名：指导老师：实验组员：一、实验目的1、学习管路阻力损失h f和直管摩擦系数的测定方法。
2、掌握不同流量下摩擦系数与雷诺数Re之间的关系及其变化规律。
3、学习压差测量、流量测量的方法。
了解压差传感器和各种流量计的结构、使用方法及性能。
4、掌握对数坐标系的使用方法。
二、实验原理流体在管道内流动时，由于黏性剪应力和涡流的存在，会产生摩擦阻力。
这种阻力包括流体流经直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或管子大小形状改变所引起的局部阻力。
流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系：h f = ρfP ∆=22u d l λ （4-1）式中： -f h 直管阻力，J/kg ；-d 直管管径，m ；-∆p 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 直管管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3；-λ摩擦系数。
滞流时，λ=Re 64；湍流时，λ与Re 的关系受管壁相对粗糙度dε⋅的影响，即λ= )(Re,df ε。
当相对粗糙度一定时，λ仅与Re 有关，即λ=(Re)f ，由实验可求得。
由式（4—1），得 λ=22u P l d f∆⋅⋅ρ （4-2） 雷诺数 Re =μρ⋅⋅u d （4-3）式中-μ流体的黏度，Pa*s和流体在管内的流速u，查出流体的物理性质，即可分别计测量直管两端的压力差p算出对应的λ和Re。
三、实验装置1、本实验共有两套装置，实验装置用图4-2所示的实验装置流程图。
每套装置中被测光滑直管段为管内径d=8mm，管长L=1.6m的不锈钢管；被测粗糙直管段为管内径d=10mm，管长L=1.6m的不锈钢管2、流量测量：在图1-2中由大小两个转子流量计测量。
3、直管段压强降的测量：差压变送器或倒置U形管直接测取压差值。
图4-2 流体流动阻力测定实验装置流程图⑴—大流量调节阀；⑵—大流量转子流量计；⑶—光滑管调节阀；⑷—粗糙管调节阀；⑸—光滑管；⑹—粗糙管；⑺—局部阻力阀；⑻—离心泵；⑼—排水阀；⑽倒U管⑾⑾’—近端测压点；⑿⑿’—远端测压点；⒀⒀’—切断阀；⒁⒁’—放空阀；⒂⒂’—光滑管压差；⒃⒃’—粗糙管压差；⒄—数字电压表；⒅—压差变送器四、实验步骤1、检查储水槽内的水位是否符合要求，检查离心泵的所有出口阀门以及真空表、压力表的阀门是否关闭。
《垂直管流实验》实验报告
《垂直管流实验》实验报告垂直管流实验实验报告引言：垂直管流实验是流体力学实验中的一种常见实验方法，通过在垂直管道中流动的液体或气体的观测和测量，来研究其流动特性和流体力学性质。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，深入理解垂直管流的现象及其背后的物理原理。
实验设备与方法：实验中使用的主要设备包括垂直管道、流量计、压力计等。
首先，我们将垂直管道固定在实验台上，并连接好流量计和压力计。
然后，将待测流体通过流量计注入管道，并通过调节阀门来控制流量。
在实验过程中，我们将记录流量计示数和压力计示数，并根据实验要求调整流量和压力。
实验结果与分析：在实验中，我们记录了不同流量下的压力计示数，并根据流量计示数计算了实际流量。
通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 压力与流量的关系：实验结果显示，当流量增加时，压力计示数也随之增加。
这是因为流体在管道中流动时，摩擦力会导致管道内的压力损失，而较大的流量会增加摩擦力，从而导致更大的压力损失。
2. 流速与压力的关系：通过计算实际流量和管道截面积，我们可以得到流体的平均流速。
实验结果表明，流速与压力之间存在一定的关系。
当流速较小时，流体的粘性会导致较小的压力损失；而当流速较大时，流体的惯性会增加，从而导致较大的压力损失。
3. 流体的稳定性：在实验过程中，我们观察到流体在管道中的流动是稳定的，没有出现明显的湍流现象。
这是因为垂直管道中的流动属于层流流动，流体分层有序地沿着管道流动，而不会出现湍流的混乱现象。
结论：通过本次垂直管流实验，我们深入了解了垂直管流的现象和流体力学性质。
实验结果表明，流量、压力和流速之间存在一定的关系，而垂直管道中的流动属于稳定的层流流动。
这些研究结果对于工程领域中的管道设计和流体输送有着重要的指导意义。
同时，本实验也存在一些不足之处。
例如，由于实验条件的限制，我们未能观察到湍流流动的现象，而湍流流动在实际工程中也具有重要的应用价值。
因此，未来的研究可以进一步拓展实验条件，以便更全面地研究垂直管流的特性。
1 两相垂直管流实验
两相垂直管流实验气举井及绝大多数自喷井的油管中流动的都是油—气或油—气—水三相混合物。
对采油来说，油、气、水混合物在油管中的流动规律——多相垂直管流理论是研究自喷井、气举井生产规律的基本理论。
在许多情况下，油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失。
它不仅关系到油井能否自喷，而且决定着用自喷和气举方法可能获得的最大产量。
为了掌握油井生产规律及合理地控制和调节油井工作方式，必须熟悉气—液混合物在油管中的流动规律。
在油气田开发过程中，为了充分利用天然资源和取得好的经济效果，或者要进行油气田动态分析，拟订油气田的增产及提高油气田采收率，高速度、高水平地开发油气就必须深入细致地研究地层—油管—油嘴生产衔接与协调，研究多相流在井筒中的流态变化。
使生产井的工作制度同地层变化了的情况协调起来，只有通过各个生产井的各种变化并把它们综合起来进行分析，才能为整个油气田动态分析提供准确的资料和依据，并对各个注采井提出有效的工艺措施，不断完善开发方案，改善油气田开发效果。
该实验就是研究气、液两相在垂直井筒中的流态变化及观察模拟井筒气体膨胀能参与举升液体的现象，抓住观察到的现象综合分析，并对所作的气量与液量的关系曲线作出解释。
一、实验原理在多相垂直管流中，沿井筒自下而上随着压力不断降低，气体则不断从液体中分离出来，以及压力降低气相体积流量逐渐变大。
随着液气流沿井筒上升，压力逐渐降低气体随之膨胀，不断释放出气体弹性膨胀能量，该能量要参与举升液体，膨胀能的大小与气量多少、压力变化范围有关。
该实验是研究液气两相在模拟垂直井筒中的流动变化。
也是利用气体膨胀能量来举升液体的实验，它依靠两种作用：一种是气体作用于液体上，垂直地顶推液体上升；另一种是靠气体与液体之间的摩擦作用，气体携带液体上升。
其能量来源除压能外，气体膨胀能是个很重要的方面。
因在管径不变的油管中，举升一定的油量，则单位管长上所消耗的总压头，是随着气量的不同而变化的，而只有在某一气量下，举升一定气量的液体所必须消耗的压头最小。
化工原理实验(思考题答案)
实验1 流体流动阻力测定1. 启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。
2. 作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。
3. 流量为零时，U 形管两支管液位水平吗？为什么？答：水平，当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程：21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ4. 怎样排除管路系统中的空气？如何检验系统内的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。
5. 为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。
6. 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？ 答：测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计，差压变送器。
转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。
U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。
差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。
7. 读转子流量计时应注意什么？为什么？答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。
如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。
8. 假设将本实验中的工作介质水换为理想流体，各测压点的压强有何变化？为什么？答：压强相等，理想流体u=0，磨擦阻力F=0，没有能量消耗，当然不存在压强差。
,2222222111g u g p Z g u g P Z ++=++ρρ ∵d 1=d 2 ∴u 1=u 2 又∵z 1=z 2（水平管） ∴P 1=P 29. 本实验用水为工作介质做出的λ－Re 曲线，对其它流体能否使用？为什么？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d 、u 、ρ、变化。
实验1单项流动阻力测定（1）启动离心泵前,为什么必须关闭泵的出口
讳徒手描。（17）实验结果讨论中，应讨论什么？答：（1）讨论异常现象发生的原 因；（2）你做出来的结果（包括整理后的数据、画的图等）与讲义中理论值产生误 差的原因。（3）本实验应如何改进。（18）影响流动型态的因素有哪些？用 Re 判 断流动型态的意义何在？答：影响流动类型的因素有：内因：流动密度 、粘度 ； 外因：管径 d、流速 u即 。用它判断流动类型，什么样的流体、什么样的管子，流 速等均适用，这样，就把复杂问题简单化了，规律化了，易学、易用易于推广。（19） 直管摩擦阻力的来源是什么？答：来源于流体的粘性 流体在流动时的内摩擦，是流 体阻力的内因或依据。其外因或内部条件可表示为：内摩擦力 F 与两流体层的速 度差Δ 成正比；与两层之间的垂直距离Δy 成反比；与两层间的接触面积 A 与成 正比。（20）影响直管阻力的因素是什么？如何影响？答：根据 直管助力与管长 、 管经 d、速度 u、磨擦系数 有关系。它与 、 、u2 成正比，与 d 成反比。实验 2 离心泵特性曲线的测定⑴ 为什么启动离心泵前要向泵内注水？如果注水排气后泵 仍启动不起来，你认为可能是什么原因？ 答：为了防止打不上水、即气缚现象发生。 如果注水排完空气后还启动不起来。①可能是泵入口处的止逆阀坏了，水从管子又 漏回水箱。②电机坏了，无法正常工作。⑵ 为什么离心泵启动时要关闭出口阀门？ 答：防止电机过载。因为电动机的输出功率等于泵的轴功率 N。根据离心泵特性曲 线，当Q0 时 N 最小，电动机输出功率也最小，不易被烧坏。⑶ 离心泵特性曲线 测定过程中 点不可丢，为什么？ 答：Q0 点是始点，它反映了初始状态，所以不 可丢。丢了，做出来的图就有缺憾。⑷ 启动离心泵时，为什么先要按下功率表分流 开关绿色按钮？ 答：为了保护功率表。⑸ 为什么调节离心泵的出口阀门可调节其 流量？这种方法有什么优缺点？是否还有其它方法调节泵的流量？ 答：调节出口阀 门开度，实际上是改变管路特性曲线，改变泵的工作点，可以调节其流量。这种方 法优点是方便、快捷、流量可以连续变化，缺点是阀门关小时，增大流动阻力，多 消耗一部分能量、不很经济。也可以改变泵的转速、减少叶轮直径，生产上很少采 用。还可以用双泵并联操作。⑹ 正常工作的离心泵，在其进口管上设置阀门是否合 理，为什么？ 答：不合理，因为水从水池或水箱输送到水泵靠的是液面上的大气压 与泵入口处真空度产生的压强差，将水从水箱压入泵体，由于进口管，安装阀门， 无疑增大这一段管路的阻力 而使流体无足够的压强差实现这一流动过程。⑺ 为什 么在离心泵进口管下安装底阀？从节能观点看，底阀的装设是否有利？你认为应如 何改进？ 答：底阀是单向止逆阀，水只能从水箱或水池抽到泵体，而绝不能从泵流 回水箱，目的是保持泵内始终充满水，防止气缚现象发生。从节能观点看，底阀的 装设肯定产生阻力而耗能。既不耗能，又能防止水倒流，这是最好不过的了。⑻为 什么停泵时，要先关闭出口阀，再关闭进口阀？ 答：使泵体中的水不被抽空，另外 也起到保护泵进口处底阀的作用。⑼ 离心泵的特性曲线是否与连结的管路系统有 关？ 答：离心泵的特性曲线与管路无关。当离心泵安装在特定的管路系统中工作时， 实际的工作压头和流量不仅与离心泵本身的性能有关，还与管路的特性有关。⑽ 为 什么流量越大，入口处真空表的读数越大，而出口处压强表的读数越小？答：流量 越大，需要推动力即水池面上的大气压强与泵入口处真空度之间的压强差就越大。 大气压不变，入口处强压就应该越小，而真空度越大，离心泵的轴功率 N 是一定 的 N电动机输出功率电动机输入功率×电动机效率，而轴功率 N 又为： ， 当 N 恒量， Q 与 H之间关系为：Q↑H↓而 而 H↓P↓所以流量增大，出口处压强表的读
垂直管流实验
垂直管流实验一、实验目的1.观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法；2.验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型；3.了解自喷及气举采油的举升原理。
二、实验原理在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。
当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。
油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。
在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。
在水平井水平段，重力损失也可以忽略。
所以，总压降的通式为：式中：—重力压降；—摩擦压降；—加速压降。
在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。
油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。
除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。
本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。
三、实验设备及材料仪器与设备：自喷井模拟器，空气压缩机，离心泵，秒表等；实验介质：空气，水。
设备的流程（如图1所示）图 1 垂直管流实验设备流程图四、实验步骤1.检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的液位（3/4液位）；2.打开空气压缩机及供气阀门；3.打开离心泵向系统供液；4.打开液路总阀，向稳压罐中供液，控制稳压罐减压阀，保证罐内压力不超过0.12MPa ；5.待液面达到罐体3/4高度，关闭液路总阀，轻轻打开气路总阀和气路旁通阀，向实验管路供气，保证气路压力不大于0.5MPa ，稳压罐压力约为0.8MPa；6.轻轻打开液路旁通阀，向系统供液，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型；7.慢慢打开液路测试阀门和气路测试阀门，然后关闭气路旁通阀和液路旁通阀，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量；8.按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数。
化工原理实验思考题答案
实验1 单项流动阻力测定（1）启动离心泵前，为什么必须关闭泵的出口阀门？答：由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线圈。
（2）作离心泵特性曲线测定时，先要把泵体灌满水以防止气缚现象发生，而阻力实验对泵灌水却无要求，为什么？答：阻力实验水箱中的水位远高于离心泵，由于静压强较大使水泵泵体始终充满水，所以不需要灌水。
（3）流量为零时，U 形管两支管液位水平吗？为什么？答：水平，当u=0时 柏努利方程就变成流体静力学基本方程：21212211,,Z Z p p g p Z g P Z ==+=+时当ρρ（4）怎样排除管路系统中的空气？如何检验系统内的空气已经被排除干净？答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。
关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。
（5）为什么本实验数据须在双对数坐标纸上标绘？答：因为对数可以把乘、除变成加、减，用对数坐标既可以把大数变成小数，又可以把小数扩大取值范围，使坐标点更为集中清晰，作出来的图一目了然。
（6）你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？答：测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计，差压变送器。
转子流量计，随流量的大小，转子可以上、下浮动。
U 形管压差计结构简单，使用方便、经济。
差压变送器，将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差，可测大流量下的压强差。
（7）读转子流量计时应注意什么？为什么？答：读时，眼睛平视转子最大端面处的流量刻度。
如果仰视或俯视，则刻度不准，流量就全有误差。
（8）两个转子能同时开启吗？为什么？答：不能同时开启。
因为大流量会把U 形管压差计中的指示液冲走。
（9）开启阀门要逆时针旋转、关闭阀门要顺时针旋转，为什么工厂操作会形成这种习惯？ 答：顺时针旋转方便顺手，工厂遇到紧急情况时，要在最短的时间，迅速关闭阀门，久而久之就形成习惯。
垂直管流实验报告2024
垂直管流实验报告2024垂直管流实验报告2024【实验目的】1.研究和掌握垂直管内气液两相流的特性；2.总结不同操作条件下流型的转变规律。
【实验仪器】【实验原理】垂直管内气液两相流是指在垂直管中，液相与气相同时通过的流动；两相之间存在流型转变的现象。
根据不同的工况条件，垂直管内气液两相流可以形成数种流动的模式，主要有泡状流、宽泡状流、液膜流和金属鼓泡流等。
【实验过程】1.开启实验装置，进行预热和准备工作；2.调节流量计，测量并记录气体和液体的流量；3.调整气体和液体的流量，观察不同流型的转变情况；4.记录不同工况下的压力和温度数据；5.结束实验，关闭设备。
【实验结果】在实验过程中，我们记录下了不同工况下的气体流量、液体流量、压力和温度等数据，并进行了整理。
通过对数据的分析，我们得出以下结论：1.泡状流是最常见的流型，气体和液体以泡泡的形式交替出现；2.随着气体流量的增加，泡状流转变为宽泡状流；3.随着液体流量的增加，泡状流转变为液膜流；4.在一定的气体流量和液体流量下，金属鼓泡流出现。
【实验分析】根据实验结果，可以看出，在不同的气体流量和液体流量条件下，垂直管内气液两相流会发生不同的流型转变。
流型的转变与气体流量、液体流量、压力和温度等因素有关。
更准确的模型和参数需要进一步的实验研究。
【实验总结】通过本次实验，我们进一步了解了垂直管内气液两相流的特性和流型转变规律。
同时，我们也学会了如何操作和调节实验装置，以及如何进行数据采集和分析。
实验的结果可为相关领域的工程设计和研究提供参考。
总体而言，本次实验顺利完成，达到了预期的实验目的。
但在实验中仍有一些不足之处，如实验过程中一些参数的测量可能存在误差，需要进一步改进。
此外，如果有更多的实验数据和样本，对于研究气液两相流的特性和流型转变规律将有更深入的理解。
气液两相流实验实验1垂直上升管中气液两相流特性实验
气液两相流实验实验1 垂直上升管中气液两相流特性实验一、实验目的1. 在大型电站锅炉中垂直布置的锅炉水冷壁管被广泛应用，本实验将模拟其两相流现象和水动力特性；2. 通过观察垂直上升管中气液两相流的流型，进一步加深了解垂直上升管中气液两相流型的特点；3. 对垂直上升管中气液两相流的压力降有比较直观的认识，并掌握垂直上升管中气液两相流的压力降的计算方法。
二、实验仪器仪器名称型号参数范围水泵FS40 11m3/h气泵HG-1100 180m3/h电磁流量计DXLD-25 0.53-21m3/h转子气体流量计LZB-4 0-400L/h转子气体流量计LZB-15 0-4m3/h转子气体流量计LZB-25 0-50m3/h三、实验原理图1 水箱2 空气压缩机3 磁力泵4 转子流量计 5电磁流量计 6 气液混合器7 减压阀 8 调节阀 9截止阀 10球阀 11 水集箱 12 针阀 13 过滤器四、实验任务1.观察垂直上升管中气液两相流的流型：(1)打开系统电源，使气体、液体流量计预热2分钟；然后打开采集程序，记下采集程序上显示的气路和水路温度（根据此温度查出水和空气的密度）；(2)打开磁力泵，将主路的调节阀开度调小和旁路的调节阀开度调大,同时将垂直上升管实验段水路的球阀开启，使水缓慢地流过实验段，直到取压管内大体上充满水为止；(3)关闭磁力泵和水路的球阀,打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min转子流量计一路的针阀开启，调节针阀开度,使转子气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min；打开磁力泵，调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小，旁路阀门开度达到最大。
按下表调节气量和水量，观察并记录垂直上升管中气液两相流的流型的变化；水流量（L/min）0.6-1.6（96L/h，LZB-10）0.7-1.4空气（L/min）160-220(13.2m3/h,LZB-25) 18-36流型环状流块状流水流量（L/min）0.65-1.5 3.6-5.6空气（L/min）5-158.6-15.6流型弹状流泡状流（4）实验完毕时，先关闭磁力泵，然后关闭实验段水路的球阀，再关闭气路的球阀，最后关闭空气压缩机同时关闭气路的针阀。
《垂直管流实验》实验报告
《垂直管流实验》实验报告一、实验目的垂直管流实验是研究流体在垂直管道中流动特性的重要实验。
通过本次实验，旨在达到以下几个目的：1、了解垂直管流中压力、流量和流体性质之间的关系。
2、掌握测量压力、流量等参数的方法和仪器使用。
3、观察垂直管流中的流动现象，如层流、湍流等，并分析其形成条件。
4、通过实验数据的处理和分析，验证相关的理论公式，并加深对流体力学原理的理解。
二、实验原理在垂直管流中，流体受到重力和管壁摩擦力的作用。
根据伯努利方程和流体力学的基本原理，压力、流速和位置高度之间存在一定的关系。
当流体处于稳定流动状态时，流量 Q 可以通过测量管道截面的面积A 和流速 v 来计算，即 Q ＝ A × v 。
压力可以通过压力传感器进行测量。
在层流状态下，流体的阻力与流速成正比；而在湍流状态下，阻力与流速的平方成正比。
通过改变流量和流体性质，可以观察到不同的流动状态，并分析其阻力特性。
三、实验设备本次实验所用的主要设备包括：1、垂直透明管道：用于观察流体的流动状态。
2、压力传感器：测量管道不同位置的压力。
3、流量计：测量流体的流量。
4、储液罐：提供实验所需的流体。
5、泵：驱动流体在管道中流动。
6、数据采集系统：记录压力和流量等数据。
四、实验步骤1、检查实验设备是否完好，连接线路是否正确。
2、将实验流体（如水）注入储液罐中。
3、启动泵，调节流量控制阀，使流体在垂直管道中以较小的流量稳定流动。
4、同时记录不同位置的压力和流量数据。
5、逐步增大流量，重复测量压力和流量，并观察流动状态的变化。
6、改变流体的性质（如粘度），重复上述实验步骤。
7、实验结束后，关闭泵和相关仪器，清理实验设备。
五、实验数据记录与处理实验中记录了不同流量下管道不同位置的压力值，以及对应的流量值。
以下是一组典型的数据示例：｜流量（L/min）｜位置 1 压力（Pa）｜位置 2 压力（Pa）｜位置 3 压力（Pa）｜｜｜｜｜｜｜1|100|80|60|｜2|150|120|90|｜3|200|160|120|根据实验数据，可以绘制压力与流量的关系曲线。
聚合物驱抽油井负荷变化规律
聚 驱油井 带 接箍 和插入 式扶 Ｊ 器难直 管 流 降 卜 使 ， Ｔ合液 的 黏度大 幅 度增加 ，增 大 了杆柱 的下 行 模 型 为 ￣ ｂ Ａ 阻力 ，较 易发 生杆 一管偏 磨 。现场 普遍 采用 安装 扶
正器 的方法 ，在很 大程度上缓解了偏磨现象 。但
是 ，在抽 油杆 柱上 安装 扶正 器后 ，会影 响抽 油机 的
年 １ 月 见 聚 ，见 聚 浓度 ６ ．ｍｇ ，从 功 图变 化 可 １ １６ ／ Ｌ 以 看 出 ，见 聚 后 功 图变 得 肥 大 。２ ０ 年 ｌ 月 与 ９ ０５ ２
２ 见聚浓度对负载的影响
０４Ｎ ０ｋ ． Ｎ １ 聚驱油井随注入聚合物的不断增加 ，采出液采 月对比，上载荷增加 １． ，下载荷下降８７ ｋ ， ０１ ｋ ４ 聚浓 度 接 近线 性 递 增 。通 过 对 杏 ４ 面 积 聚 驱北 交 变 载荷增 加 ２ ． Ｎ。 ～６ 部 区块采聚浓度分析发现 ，聚驱采聚浓度整体变化
３ ０
１ Ｉ ２ １ ．１ 试 验 研 究 ９ ０ １ ） １ Ｊ（ １
聚合物驱抽油井负荷变化规律
蒋 玉 梅 ’ １中国 油大 （ ； 石 学 北京） ２大 ； 庆油田 油四 采 厂
摘 要 ：聚 驱 油 井采 出液 随 注入 聚合 物 的 不 断增 加 ，采 聚浓度 接 近 线性 递 增 。通 过 对杏 ４ ～６
采 出液 见 聚及下 人 扶正 器 等 因素 的影 响 ，聚驱抽 油
使得抽油杆柱弯曲变形 ，造成偏磨。 在杆管环空 中油井产出液黏度计算公式为 １ （— ） ＾ ＝ 。 ＋ １
。
机负载变化大 ，聚驱检泵周期与水驱相 比较短 ，作
业成 本 增加 。聚驱 注入 阶段 不 同 ，生产 特征 变化 显
垂直管中气液两相气泡流的流动规律
垂直管中气液两相气泡流的流动规律流体在管道中的流动状态可分为两种类型。
当流体在管中流动时，若其质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点之间互不混合。
因此，充满整个管的流体就如一层一层的同心圆筒在平行地流动，这种流动状态称为层流(laminarflow)或滞流(viscousflow)。
当流体在管道中流动时，流体质点除了沿着管道向前流动外，各质点的运动速度在大小和方向上都有时发生变化，于是质点间彼此碰撞并互相混合，这种流动状态称为湍流(turbulentflow)或紊流。
流型又称流态，即流体流动的形式或结构,两相流中相间界面的形状和分布状况，就构成了不同的两相流流型。
两相间存在的随机可变的相界面致使两相流动形式多种多样，十分复杂。
流型是影响两相流压力损失和传热特性的重要因素。
对两相流各种参数准确测量也往往依赖于对流型的了解。
流型的研究已有数十年的历史，但流型的分类尚未统一，甚至同一名称的流型在定义上也不一致。
气液两相流的流型划分。
传统的流动结构判别方法主要有两类采用实验方法作出流型图，采用可视化方法、射线衰减法、接触式探针法等；根据对流型转变机理得到转变关系式，利用现场的流动参数来确定具体的流型。
正确预测判别多相流的流动结构是困难的：理论上一个多相流系统的流动结构有无穷多个影响多相流流动结构的因素多且复杂研究现状：已进行了大量的测量、观察和分析研究工作，至今只有在两相流领域中得出了一些应用范围有限的流动结构判别图及相应的流型判别式，可以粗略地判别管道中两相流体的流动结构。
无论是流型图还是流型判别式都需依靠实验确定出流型转变条件，而且这些转变条件都是针对一定的流道，在一定的介质参数下，进行直接观察实验，用目测或摄影(高速摄影、高速闪光摄像等)来区分流型。
目测与摄影都带有主观因素，缺乏客观判断，尤其是在流型转变区域，更难分辨。
流型研究主要采用技术：对于不透明管道，采用高速x射线CT法，中子射线照相法(NeutronRa—diography)、加速器产生的阳极射线法，NMR(NuclearMagneticResonance，核磁共振)法。
垂直多相管流总结
垂直气液两相流流型
水平气液两相流流型
பைடு நூலகம்
三、流动型态
第二类划分方法：按流动的数学模型或流体的分散程度划分 分散流、间歇流和分离流三种
•泡状流 •弹状流或团状流 第 一 类 划 分 方 法
•分散流 •间歇流
•层状流
•波状流 •段塞流或冲击流
•分离流
•分离流 •间歇流
•环状流 •雾状流 第一类划分方法较为直观
分流模型适用于层状流、波状流和环状流。
5. 与均相模型和分相模型相比，漂移流动模型的优越性。
均流模型中，没有考虑两相间的相互作用，而是用平均流动参 数来模拟两相介质；分流模型中，尽管在流动特性方面分别考 虑了每相介质以及两相界面上的作用力，但是每相的流动特性 仍然是孤立的；而在而在漂移流动模型中，既考虑了气液两相 之间的相对运动，又考虑了空隙率和流速沿过流断面的分布规 律。
课程复习
第一章
1. 相，气液两相管流的基本特征
绪论
相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分， 与体系的其它均匀部分由界面隔开。 体系中存在相界面 两相的分布情况多种多样 两相流动中存在滑脱现象 沿程流体体积流量有很大变化，质量流量不变。
2. 气液两相流动的研究方法
经验方法 半经验方法 理论方法
1. 经验方法
μ
o
当P=Pb时，μo＝ μomin
～P、T 关系
（自己加）
第三章
多相流体温度分布计算
在多相管流压力计算中，首先要计算油藏流体的高压物性，而流体的高 压物性对压力和温度非常敏感，因而准确预测多相流体的温度是压力计 算的基础。另外，油藏流体在地层中温度高，沿井筒向地面流动过程中，
随着不断散热，其温度将不断降低，油温过低可能导致原油结蜡，因而
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中国石油大学采油工程实验报告
实验日期：成绩：
班级：学号：姓名：教师：
同组者：
实验一垂直管流实验
一、实验目的
1. 观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法；
2. 验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型；
3. 了解自喷及气举采油的举升原理。
二、实验原理
当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。
当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。
油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。
在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。
在水平井水平段，重力损失也可以忽略。
所以，总压降的通式为：
式中：——重力压降；——摩擦压降；——加速压降。
油井中可能出现的流型为：纯液流、泡流、段塞流、环流和雾流。
在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流型而变化。
油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。
除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。
本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流
型。
图一：实验设备流程图
三、实验仪器
（1）仪器与设备：自喷井模拟器、空气压缩机、秒表等；
（2）实验介质：空气、水；
（3）设备的流程（如图一所示）
四、实验步骤
1．检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的液位，如不足（稳压罐高度3/4），请打开稳压罐进液阀门，加液使稳压罐的液位保持在稳压罐高度3/4；
2．打开气路阀门，保证气路畅通后打开空气压缩机，向管路供气；
3．调整稳压罐定值器，保证稳压罐压力表压力不超过0.1MPa，打开稳压罐压力阀门，等待压力稳定后打开液路阀，向系统供液；
4．此时系统已经开始同时供应气体和液体，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量；
5．按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数，当计时到10秒时，记录井底流压、气体流量、液体累计流量和所用时间；
6．改变不同的气体流量，重复步骤4到5记录数据。
一般取5组段塞流和5组泡流数据点；
7．试验结束，首先关闭液路，再关闭空气压缩机和总电源，等待气体放空后再关闭面板所有阀门，最后清理实验装置结束实验；
五、注意事项
（1）不要踩踏地面的各种管道；
（2）操作自喷井模拟器时要注意稳压罐中的液位，不要打空或溢出；
（3）观察的浮子流量计和压力表示数应读取测量时间内的平均值；
（4）浮子流量计的单位和流量积算仪的单位；
（5）注意流量积算仪的清零方法。
六、数据处理
（1）基本参数：
D=30mm h=6.0m ρg=1.29kg/m3ρL=1000kg/m3
σ=0.072mN/m ε=4.57×10-5m νs=0.244m/s （2）实验测得的数据：
表一：垂直管流实验原始数据
/MPa /MPa /MPa /(L/h)
以第8组数据为例：
s m Q q g /1011.13600
400.0360034-⨯===
s m Q q l
l
/1012.010
12.0343
3
1010
10
---⨯=⨯=
⨯=
∑ s m A
q q v f
l
g
l
/174.003.04
10)12.011.1(24=⨯∏
⨯+=+=
-
13.0337.003
.0174.07277.0071.17277.0071.12
2
>=⨯-=-
=D
V L
l
B
取
=0.337
337.090.010
)12.011.1(1011.144
=>=⨯+⨯=+=
--L B l
g
g t
g q
q q q q 417.503.04
10
11.11)10072.08.91000()
(34
/124
4
/1=⨯∏
⨯==--⨯⨯σρg A q v p
g
g
08.7111
.112
.0417.536503650=⨯
⨯+=+=q
q L g
l
g
s v 由此可推出：,根据流型判别方法（奥齐思泽斯基方法）计
算第八组数据属于段塞流，然而实验观察现象却为泡流，这可能是由于在实验过程中进气量还未稳定时就仓促判断流型造成误判，使的对实验现象观察不准确。
如果在进气量稳定时再判断实验现象应该是段塞流，与计算结果一致，从而验证流型判别方法（奥齐思泽斯基方法）的正确性。
七、思考题
1.简述垂直井筒中各种流型的特征？
答：（1）纯液流：当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中产液呈单相液流。
（2）泡流：气体是分散相；液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。
（3）段塞流：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩擦损失变大。
（4）环流：气液两相都是连续相；气体举油作用主要是靠摩擦携带；滑脱损失变小，摩擦损失变大。
（5）雾流：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。
2.简述滑脱和滑脱损失的概念？
答:在气液两相或者油水两相管流中，由于气体和液体或者油水间的密度差 异而产生气体超越液体或者油超过水流动的现象称为滑脱。
出现滑脱之后将增大气液或者油水混合物的密度，从而增大混合物的重力消耗，由于滑脱而引起的能量损失叫做滑脱损失
3.简述油井垂直多相管流的压力损失主要有哪几部分组成？ 答：井筒气液两相流能量平衡方程：
]sin [,
dZ
dI g dZ d dZ dp W ++-=θρν
ρν 式中
dZ
dp
---单位管长上的总压头损失（总压力降）； dZ
d ν
ρν
---由于动能变化而损失的压力，或称加速度引起的压力损失； θρsin g ---克服流体重力所消耗的压力； dZ
dI w
,- --克服各种摩擦力而消耗的压力。
所以油井垂直多相管流的压力损失主要有三个部分组成：摩擦损失、重力损失、动能损失。
八、实验总结
通过本次实验，我们观察了垂直井筒中出现的泡流和段塞流，掌握了流型判别方法；验证了垂直井筒多相管流压力分布计算模型--奥齐思泽斯基方法的正确性；同时了解了自喷及气举采油的举升原理。
！本次实验较为简单，但需要相互配合，加强了合作意思。
最后，感谢老师在实验过程中的细致讲解和耐心指导！。